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1、基于基于STC89C52STC89C52的的多功能多功能打铃系统打铃系统设计设计学学 院：院：电子与信息工程学院电子与信息工程学院 专专 业：业：电子信息科学与技术电子信息科学与技术班班 级：级：电信电信*班班姓姓 名：名：*学学 号：号：*指导教师指导教师：*老师老师毕业设计主要章节毕业设计主要章节第一章：绪论第二章：系统总体设计第三章：主要元件参数及功能简介第四章：硬件电路设计第五章：软件设计第六章：系统调试与测试第一章：绪论第一章：绪论1.1.设计背景设计背景 打铃器作为一个提醒人们时间的设备，自然离不开提打铃器作为一个提醒人们时间的设备，自然离不开提供时间的系统，最原始的打铃器是人工根
2、据时间通过敲钟供时间的系统，最原始的打铃器是人工根据时间通过敲钟来提醒。随着技术的发展，开始有了机械时打铃器。随着来提醒。随着技术的发展，开始有了机械时打铃器。随着二十世纪电子技术的发展和二十一世纪半导体技术和集成二十世纪电子技术的发展和二十一世纪半导体技术和集成电路的发展，打铃器更多的向着智能型转变。设备的智能电路的发展，打铃器更多的向着智能型转变。设备的智能化离不开单片机的使用，单片机具有体积小、功能强、成化离不开单片机的使用，单片机具有体积小、功能强、成本低、应用面广等优点，可以说，智能控制与自动控制的本低、应用面广等优点，可以说，智能控制与自动控制的核心就是单片机。基于以上原因，本课题
3、设计了一款基于核心就是单片机。基于以上原因，本课题设计了一款基于单片机的自动打铃系统，使用简单方便、功能齐全。单片机的自动打铃系统，使用简单方便、功能齐全。2.设计目的 设计出一款多功能的打铃系统，使之具有以下主要功能：设计出一款多功能的打铃系统，使之具有以下主要功能：（1 1）具有时间显示和手动校对功能，）具有时间显示和手动校对功能，2424小时制；小时制；（2 2）具有年、月、日显示和手动校对功能；）具有年、月、日显示和手动校对功能；（3 3）具有闹铃功能；）具有闹铃功能；（4 4）掉电后无需重新设置时间和日期）掉电后无需重新设置时间和日期；（5 5）采用交直流供电电源。交流供电为主，直流
4、电源为后）采用交直流供电电源。交流供电为主，直流电源为后 备辅助电源，能自动切换。备辅助电源，能自动切换。第二章：系统总体设计 本系统主要由主控模块，时钟模块，显示模块，键盘接口模块等本系统主要由主控模块，时钟模块，显示模块，键盘接口模块等4 4 部分构成。通过内部定时产生中断，从而使驱动电铃打铃。单片机部分构成。通过内部定时产生中断，从而使驱动电铃打铃。单片机STC89C52STC89C52从时钟芯片从时钟芯片DS1302DS1302处获得可靠的时间，由显示电路处获得可靠的时间，由显示电路LCD1602LCD1602来来实时显示当前的年、月、日、时、分、秒及星期。电路供电后，主程序实时显示当
5、前的年、月、日、时、分、秒及星期。电路供电后，主程序开始初始化，打开中断程序，判断当前时间与设定打铃时间是否相同，开始初始化，打开中断程序，判断当前时间与设定打铃时间是否相同，不同则继续向下执行判断，相同时由驱动电路控制蜂鸣器进行打铃，每不同则继续向下执行判断，相同时由驱动电路控制蜂鸣器进行打铃，每次打铃次打铃15S15S。整个电路使用了两种电源，。整个电路使用了两种电源，+5V+5V电源将为整个电路供电。而电源将为整个电路供电。而+3V+3V电源仅作为电源仅作为DS1302DS1302的备用电源。的备用电源。第三章：主要元件参数及功能简介1.1.微处理器微处理器-STC89C52STC89C
6、52单片机单片机 STC STC公司生产的公司生产的STC89C52 STC89C52 单片机用高性能的静态单片机用高性能的静态89C51 89C51 设计，由先进设计，由先进工艺制造，并带有非易失性工艺制造，并带有非易失性FLASH FLASH 程序存储器，它是一种高性能、低功程序存储器，它是一种高性能、低功耗的耗的8 8 位位CMOS CMOS 微处理芯片，市场应用最多，主要特点有：有微处理芯片，市场应用最多，主要特点有：有4K 4K 的的FLASH FLASH 程序存储器；程序存储器；256 256 字节内部字节内部RAMRAM；电源控制模式：时钟可停止和恢复，空；电源控制模式：时钟可停
7、止和恢复，空闲模式，掉电模式，闲模式，掉电模式，6 6个中断源；个中断源；4 4个中断优先级；个中断优先级；4 4个个8 8位位I/OI/O口；全双工口；全双工增强型增强型UARTUART；2 2个个1616位定时、计数器。如下图所示，为位定时、计数器。如下图所示，为STC89C52STC89C52芯片芯片PDIPPDIP封装引脚图。封装引脚图。2.2.时钟芯片时钟芯片-DS1302-DS1302（1）简介 DS1302 DS1302是美国是美国DALLASDALLAS公司推出的一种高性能、低功耗的实时时钟公司推出的一种高性能、低功耗的实时时钟日历芯片，附加日历芯片，附加3131字节静态字节静
8、态RAMRAM，采用，采用SPISPI三线接口与三线接口与CPUCPU进行同步通进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号和信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号和RAMRAM数据。实数据。实时时钟可提供秒、分、时、日、星期、月和年，一个月小于时时钟可提供秒、分、时、日、星期、月和年，一个月小于3131天时可天时可以自动调整，且具有闰年补偿功能。工作电压宽达以自动调整，且具有闰年补偿功能。工作电压宽达2.52.55.5V5.5V。采用。采用双电源供电（主电源和备用电源），可设置备用电源充电方式。需要双电源供电（主电源和备用电源），可设置备用电源充电方式。需要强调的是，强调
9、的是，DS1302DS1302需要使用需要使用32.768KHz32.768KHz的晶振的晶振。（2 2）DS1302DS1302引脚功能说明引脚功能说明引脚号 名称 功能 1VCC1 备份电源输入 2X1 32.768KHz晶振输入 3X2 32.768KHz晶振输出 4GND 接地 5RST 控制移位寄存器/复位 6I/O 数据输入/输出 7SCLK 串行时钟 8VCC2 主电源输入 3.LCD1602液晶显示屏（1）简介简介 LCD1602LCD1602液晶也叫液晶也叫16021602字符型液晶，它是一种专门用来显示字母、字符型液晶，它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块
10、。显示容量为数字、符号等的点阵型液晶模块。显示容量为16162 2个字符，芯片工作个字符，芯片工作电压为电压为4.54.55.5V5.5V，工作电流为，工作电流为2.0mA(5V),2.0mA(5V),模块最佳工作电压为模块最佳工作电压为5V5V。第四章：硬件电路设计1.1.时钟电路设计时钟电路设计 系统时钟应用了实时时钟芯片系统时钟应用了实时时钟芯片DS1302DS1302，该硬件电路设计简单，抗干扰，该硬件电路设计简单，抗干扰能力强。能力强。如图，如图，STC89C52STC89C52单片机单片机P1.P1.3 3作为串行时钟接口，作为串行时钟接口，P1.P1.4 4作为时钟数据的作为时钟
11、数据的I/OI/O。2 2.显示电路设计显示电路设计 在本设计中我选择的是字符型液晶显示模块，它是一种专门用于在本设计中我选择的是字符型液晶显示模块，它是一种专门用于显示字母、数字、符号等点阵式显示字母、数字、符号等点阵式LCDLCD。其优点在于连线简单，节省单其优点在于连线简单，节省单片机片机I/OI/O口，软件编程容易。口，软件编程容易。3 3.键盘接口电路键盘接口电路设计设计 （1 1）简介）简介 根据功能需要，本时钟需要设置以下功能键：根据功能需要，本时钟需要设置以下功能键：设置键设置键，选择键选择键，减，减1 1操作操作键，键，加加1 1操作操作键键。由于本设计只需由于本设计只需4
12、4个按键，所以采用配置灵活，软件结构个按键，所以采用配置灵活，软件结构简单的独立式键盘电路。简单的独立式键盘电路。（2 2）按键功能表）按键功能表按键键名功能K2减键数值减一操作K3加键数值加一操作K4选择键 功能选择 K5设置键 参数设置4 4.响铃响铃电路设计电路设计 本设计采用蜂鸣器闹铃，如当前时刻与闹铃时间相同，单片机向蜂鸣器本设计采用蜂鸣器闹铃，如当前时刻与闹铃时间相同，单片机向蜂鸣器送出高电平，蜂鸣器发声。送出高电平，蜂鸣器发声。5 5.复位电路设计复位电路设计 本设计中采用按键电平复位电路。本设计中采用按键电平复位电路。RESETRESET引脚是复位信号的输入端，引脚是复位信号的
13、输入端，高电平有效，低电平工作。高电平有效，低电平工作。6.多功能打铃系统硬件原理总图 第五章：系统软件设计本设计使用C语言编程.1.主程序设计流程图 主程序是一个循环的过程，其主程序是一个循环的过程，其流程是：开始运行显示正常时间，流程是：开始运行显示正常时间，如果扫描过程中，发现有键按下，如果扫描过程中，发现有键按下，则进行时间和则进行时间和打铃打铃模式的切换，模式的切换，再次按下，进行时分秒的校正；再次按下，进行时分秒的校正；如果没有键按下，则正常显示时如果没有键按下，则正常显示时间；在正常时间显示过程中，若间；在正常时间显示过程中，若定时时间到，则闹钟自动响起，定时时间到，则闹钟自动响
14、起，否则时间正常显示。否则时间正常显示。2.2.DS1302DS1302子程序设计流程图子程序设计流程图 该程序主要实现对该程序主要实现对DS1302DS1302写保护、充电，对年、月、日、时、写保护、充电，对年、月、日、时、分、秒分、秒及星期及星期等寄存器的读写操作。等寄存器的读写操作。3 3.中断服务中断服务子程序设计流程图子程序设计流程图主主程程序序开开始始初初始始化化后后，就就跳跳转转到到中中断断服服务务程程序序，如如正正常常走走时时，则则往往下下进进行行打打铃铃时时间间的的比比较较，继继续续向向下下执执行行对对打打铃铃的的判判断断程程序序；如如不不正正常常走走时时，则则直直接接转转到到显显示示程程序序。这这以以后后，继继续续执执行行按按键键的的检检测测，若若有有键键按按下下，则则取取值值打打铃铃；反反之之，则则返返回回到到中中断断服服务务程程序序的的开开始始继继续续执行。执行。第六章：系统调试与结果1 仿真结果 此系统的仿真效果很好，能实现设计要求和目的所规定的内容。此系统的仿真效果很好，能实现设计要求和目的所规定的内容。下面是仿真结果图：下面是仿真结果图：2 软硬件联调将调试好的硬件和软件进行联调，主要调试系统的实现功能。将调试好的硬件和软件进行联调，主要调试系统的实现功能。